Компенсированный теплогенерирующий электромеханический преобразователь
Компенсированный теплогенерирующий электромеханический преобразователь, предназначенный для нагрева жидкой или газообразной среды, использующий конструкцию короткозамкнутой вторичной обмотки, выполненной из чередующихся токопроводящих и диэлектрических элементов.
Полезная модель относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и жидкостей и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.
Известен электронагреватель, содержащий сетевую обмотку, магнитопровод и нагревательный элемент в виде вращающейся вторичной обмотки, имеющей форму полого электропроводящего цилиндра с герметичным основанием (патент РФ №9114, МПК Н 05 В 6/10).
Существует электронагреватель, содержащий каркас и охлаждаемый вентилятором нагревательный элемент, причем каркас образован магнитопроводом с расположенной на нем первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока через встроенный регулятор частоты питающего первичную обмотку электронагревателя напряжения, а нагревательный элемент выполнен в виде вращающейся самоохлаждающейся вторичной обмотки, состоящей из короткозамкнутых стержней, установленных на подвижной опоре (свидетельство на П. РФ №7266, МКИ Н 05 В 3/06).
Существенным недостатком указанных конструкций электронагревательных устройств является низкий коэффициент мощности, обусловленный индуктивным сопротивлением рассеяния.
Наиболее близким по технической сущности является электронагреватель, содержащий сетевую обмотку, магнитопровод и нагревательный элемент в виде вращающейся вторичной обмотки, выполненной из электропроводящего материала, при этом магнитопровод образует часть корпуса электронагревателя, который является составным и включает кроме магнитопровода по крайней мере два элемента - устройство для закручивания нагреваемой среды и устройство для ее раскручивания, а вторичная обмотка имеет вид тела вращения произвольной формы (П. РФ №25669 МПК Н 05 В 6/10, F 25 В 29/00).
Недостатком данной конструкции является отсутствие элементов, компенсирующих реактивную составляющую тока первичной обмотки, что приводит к снижению коэффициента мощности электронагревателя и ухудшению эксплуатационных характеристик.
Задача заявляемой полезной модели заключается в улучшении эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения эффективности использования первичной энергии.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в теплогенерирующем электромеханическом преобразователе, содержащем магнитопровод, с расположенном на нем первичной (сетевой) обмоткой, и нагревательный элемент в виде вращающейся вторичной обмотки, выполненной из электропроводящего материала, нагревательный элемент представляет собой совокупность механически и электрически связанных токопроводящих и диэлектрических элементов, изготовленных из материалов с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости и формирует эквивалентное емкостное сопротивление, соответствующее
эквивалентному индуктивному сопротивлению преобразователя. При этом нагревательный элемент непосредственно является вторичной обмоткой и одновременно компенсирует потребляемую устройством реактивную мощность.
В результате решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении коэффициента мощности и улучшении качества использования первичной энергии преобразователя. При этом эффективность работы электронагревательного устройства в целом становится выше по сравнению с известными техническими решениями.
Сущность предполагаемой полезной модели поясняет фигура 1.
Компенсированный теплогенерирующий электромеханический преобразователь (КТЭП) состоит из магнитопровода 1, на котором размещена первичная обмотка 2, короткозамкнутой вторичной обмотки 3, выполненной из чередующихся механически и электрически связанных токопроводящих 4 и диэлектрических 5 элементов с разными коэффициентами диэлектрической проницаемости.
Компенсированный теплогенерирующий электромеханический преобразователь работает следующим образом.
Переменный ток, протекающий по первичной обмотке 2, создает переменный магнитный поток в магнитопроводе 1. Под действием электродвижущей силы, наведенной переменным магнитным потоком, по токопроводящим элементам вторичной обмотки 3, протекает электрический ток, нагревающий эти элементы. Формирование емкостного сопротивления, обусловленного наличием совокупности механически и электрически связанных токопроводящих и диэлектрических элементов вызывает появление емкостной составляющей тока, компенсирующей индуктивную составляющую. При этом реактивная составляющая тока, потребляемого из сети будет уменьшаться, а соотношение между потребляемыми активной и
реактивной составляющими мощности будет изменяться в пользу первой и, соответственно, приводить к повышению коэффициента мощности КТЭП.
Таким образом, введение емкостной составляющей сопротивления КТЭП за счет изменения конструкции нагревательного элемента приводит к улучшению эксплуатационных характеристик и повышению качества преобразования электроэнергии.
Компенсированный теплогенерирующий электромеханический преобразователь, содержащий магнитопровод, первичную обмотку и нагревательный элемент в виде вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки, отличающийся тем, что нагревательный элемент состоит из механически и электрически связанных элементов, выполненных из материалов, имеющих разные коэффициенты диэлектрической проницаемости.
